小流域设计洪水的概念及意义
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小流域设计洪水
汇流时间（concentration time）：净雨从流域上某点 流至流域出口断面的时间。
等流时线（isochronic line）：流域上汇流时间相等的 点的联线。如图：标有1 、2 、…的虚线（ 为单位汇流 时段长）。 等流时面积（isochronic aera）：相邻两条等流时线间 的面积 f 。本例：F = f1 + f2 + f3 。
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，拟在此 建一小水库，试推求 P=1% 的设计洪水。为此，应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。 （1）计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置，查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 ：
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 , m 0 C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 . 0 7
求各种历时设计面雨量： 该流域的面积为451.4km2，查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684， α3 = 0.707， α6 = 0.754， α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为： 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主 要受洪峰流量控制，因此，小流域设计洪水，主要推 求设计洪峰流量，对洪水过程线的要求低，一般采用 概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多，如：推理公式 法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单 位线法。其中应用最广泛的是推理公式法，它的思路 是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设计暴雨 →设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
等流时线（isochronic line）：流域上汇流时间相等的 点的联线。如图：标有1 、2 、…的虚线（ 为单位汇流 时段长）。 等流时面积（isochronic aera）：相邻两条等流时线间 的面积 f 。本例：F = f1 + f2 + f3 。
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，拟在此 建一小水库，试推求 P=1% 的设计洪水。为此，应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。 （1）计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置，查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 ：
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 , m 0 C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 . 0 7
求各种历时设计面雨量： 该流域的面积为451.4km2，查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684， α3 = 0.707， α6 = 0.754， α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为： 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主 要受洪峰流量控制，因此，小流域设计洪水，主要推 求设计洪峰流量，对洪水过程线的要求低，一般采用 概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多，如：推理公式 法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单 位线法。其中应用最广泛的是推理公式法，它的思路 是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设计暴雨 →设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
小流域设计洪水计算
二、短历时暴雨公式 （一）公式的制定
（二）年最大24小时设计暴雨量的计算
1、有日雨量资料
先求得P1,p，P24,P=(1.1~1.3) P1,p
2、无资料情况下 查等值线图，得到流域中心处的均值、Cv及 Cs(常用Cs=3.5Cv)
P24, p K p P24
（三）短历时暴雨公式
1、公式形式
当tc＜τ
htc P
sp n t c 1 n
1
1、产流历时的确定
sp t c 1 n
1 n
2、洪峰径流系数ψ的确定
当≥τ时：
1
sp
n
当＜τ时：
tc n
1 n
第八章
§8-1 概述
小流域设计洪水计算
§8-2 小流域设计暴雨
§8-3 推理公式法推求洪峰流量
§8-4 经验公式法推求洪峰流量 §8-5 设计洪水总量及设计洪水过程线
§8-1 一、小流域的含义
概述
1、从流域汇流条件看
2、小流域多属无资料情况 3、小流域集雨面积
干旱区：300~500km2以下 湿润地区：100~200km2以下
二、小流域设计洪水计算的特点 1、小流域绝大多数没有水文站，缺乏流量和 自记雨量资料。 2、小型工程设施，一般对洪水的调蓄能力较 弱，其规模主要受洪峰控制，因此方法可 着重于洪峰流量的计算。 3、因工程小，面广量大，因此计算方法应简 单易行，容易为基层技术人员接受。
三、小流域设计洪水计算方法 1、是由设计暴雨推求相应的洪水；
mm/h；
——流域汇流历时，即流域最远处的水质
点到达出口断面所需的汇流时间，h；
第四章 设计洪水与设计水位推
4、资料独立性的审查
要求同一系列中的样本，必须相互独立
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
频率计算推求设计洪峰流量
1、特大洪水的处理 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中， 比一般洪水大得多的稀遇洪水。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查 证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以 发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后 者称资料外特大洪水(历史特大洪水).
P
1949年
P
M 1 2
2 0.0282 70 1
M 1 2
0.0282 (1 0.0282) 21 0.042 70 1 1 0.0282 (1 0.0282) 2 0.0559 70
1903年
P
M 1 3
P 3 0.0423 70 1
将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列， 作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在 历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
x
N a
x
a j 1
n l
n i l 1
N a
n l
1 N a 则可导出： x x n j x N 1 1 N a C x x n l x x x N 1
j i
小流域治理工程设计
02
小流域治理工程设计原则
生优先原则
01
02
03
保护生态环境
小流域治理工程设计应优 先考虑生态环境的保护， 避免对自然环境造成破坏 。
恢复生态功能
通过工程措施，恢复小流 域的生态功能，提高生态 系统的稳定性和可持续性 。
促进生态平衡
合理配置植被、湿地、水 域等生态系统，促进小流 域内生态系统的平衡和协 调。
土地利用现状分析
对小流域内的土地利用现状进行调查，包括土地类型、利用方式 、利用程度等。
土地利用规划目标
根据小流域的实际情况和治理目标，确定土地利用规划的目标， 如提高土地利用率、改善生态环境等。
土地利用布局优化
根据土地利用规划目标，对小流域内的土地进行合理布局，优化 土地利用结构。
水资源保护与利用技术与方法
小流域治理工程设计
汇报人： 2023-12-18
目录
• 引言 • 小流域治理工程设计原则 • 小流域治理工程设计内容 • 小流域治理工程设计技术与方
法
目录
• 小流域治理工程设计实施方案 与保障措施
• 小流域治理工程设计效果评估 与总结反思
01
引言
小流域治理工程背景
我国小流域治理现状
小流域治理是我国生态环境建设的重要组成部分，对于改善区域生态环境、提 高人民生活质量具有重要意义。
水能等。
水资源保护措施
02
根据小流域的水资源现状和治理目标，采取相应的水资源保护
措施，如水土保持、水源涵养、水污染治理等。
水资源利用方案
03
根据小流域的水资源情况和水质要求，制定水资源利用方案，
包括农业灌溉、工业用水、生活用水等。
植被恢复与生态修复设计
小流域设计洪水的计算
第一节 小流域设计洪水特点
一、小流域设计洪水的意义
二、小流域设计洪水的概念 水土保持工作一般是在小
流域上进行的。水土保持
工程的规划设计、测流建
（1）小流域集水面积: 水文计算 筑物的设计都需要研究工
通常不超过200-300km2。水保上 指的小流域，一般在30km2以下，
程所在地点河流的水文态
最多不超过50km2。
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1. 净雨
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5.产流历时（tc）
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第二节 水科院推理公式法
三、水科院推理公式法的有关公式
1全面汇流 (tc ) 2部分汇流 t c
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n)
Sp
1
]
n
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n) S p
1
]
势，计算设计洪水。
（2）设计洪水: 指符合一定设计标准的洪水，包括洪峰流 量、洪水总量和洪水过程线三个要素。洪峰流量即一次洪水流
量的最大值，用Qm表示。洪水总量为一次洪水流过程的总水量。
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第一节 小流域设计洪水特点 一、小流域设计洪水的意义 二、小流域设计洪水的概念
（3）小流域设计标准: 推求设计洪水时，首先确定标 准。设计标准是指水工建筑物本身防洪安全的标准。 它是水利水保工程规划设计的一个重要指标。
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第二节 水科院推理公式法 四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 2.暴雨特性参数（ n 、 Sp）确定
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一、小流域设计洪水的意义
二、小流域设计洪水的概念 水土保持工作一般是在小
流域上进行的。水土保持
工程的规划设计、测流建
（1）小流域集水面积: 水文计算 筑物的设计都需要研究工
通常不超过200-300km2。水保上 指的小流域，一般在30km2以下，
程所在地点河流的水文态
最多不超过50km2。
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1. 净雨
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5.产流历时（tc）
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第二节 水科院推理公式法
三、水科院推理公式法的有关公式
1全面汇流 (tc ) 2部分汇流 t c
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n)
Sp
1
]
n
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n) S p
1
]
势，计算设计洪水。
（2）设计洪水: 指符合一定设计标准的洪水，包括洪峰流 量、洪水总量和洪水过程线三个要素。洪峰流量即一次洪水流
量的最大值，用Qm表示。洪水总量为一次洪水流过程的总水量。
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第一节 小流域设计洪水特点 一、小流域设计洪水的意义 二、小流域设计洪水的概念
（3）小流域设计标准: 推求设计洪水时，首先确定标 准。设计标准是指水工建筑物本身防洪安全的标准。 它是水利水保工程规划设计的一个重要指标。
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第二节 水科院推理公式法 四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 2.暴雨特性参数（ n 、 Sp）确定
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小流域设计洪水.ppt
典 型 暴 雨 分 配 百 分 比 （%）
占x1 占（x3-x1） 占（x6-x3） 占（x24-x6）
0 4 5 5 7 38 100 62 52 33 15 12 17 9 12 5 5 9 5 5 0
设计暴雨 （mm） （P=1%）
0 3.5 4.4 4.4 6.2 12.6 81.8 20.6 17.6 11.2 5.1 10.6 15.0 7.9 10.6 4.4 4.4 7.9 4.4 4.4 0
点的联线。如图：标有1 、2 、…的虚线（ 为单位汇流
时段长）。
等流时面积（isochronic aera）：相邻两条等流时线间 的面积 f 。本例：F = f1 + f2 + f3 。
流域上最远点净雨流到出
口断面所经历的时间，称
t t
t f3 f2 f1
为流域最大汇流时间，简
称流域汇流时间，或流域
假定。例如假定短历时设计暴雨时空分布均匀等等。
③ 小流域分布广、数量多。因此，所拟定的计算方法，
在保证一定精度的前提下，力求简便。
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主 要受洪峰流量控制，因此，小流域设计洪水，主要推 求设计洪峰流量，对洪水过程线的要求低，一般采用
概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多，如：推理公式 法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单 位线法。其中应用最广泛的是推理公式法，它的思路 是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设计暴雨 →设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
100 km2 。小流域设计洪水计算，与大中流域相比，
有自己的特点，因此水文学上常常作为一个专门的问
题进行研究。小流域设计洪水计算的主要特点是：
07第八章 小流域设计洪水计算
第八章
小流域设计洪水
第八章
小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• • •
小流域的定义及其特点 小流域设计暴雨的计算 小流域洪水计算方法
第八章
小流域设计洪水
目
录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概
述
小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
t 1− n6 , 24 = x 24, P ( ) 24
第二节
小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
产流计算：由降雨过程求净雨过程 汇流计算：由净雨过程求流量过程
i>u
产流
i<u
不产流
第三节
推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀，即净雨强度不随时间和空 间变化等条件下，根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式，又称合理化公式 2. 基本形式
Qm , P = 0.278ψaτ , P F
aτ , P = SP
τn
Qm = 0.278
ψS F n τ
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 三、产流计算
推求公式法推求设计洪峰流量
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系，分成tC＞T和tC＜T两种情况来分折
第五节
概化设计洪水过程线的推求
一、三角形概化过程线
三角形概化过程线是一种最简单的极化洪水过程线。当洪水陡涨 陡落时，可假定流量为直线变化
小流域设计洪水
第八章
小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• • •
小流域的定义及其特点 小流域设计暴雨的计算 小流域洪水计算方法
第八章
小流域设计洪水
目
录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概
述
小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
t 1− n6 , 24 = x 24, P ( ) 24
第二节
小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
产流计算：由降雨过程求净雨过程 汇流计算：由净雨过程求流量过程
i>u
产流
i<u
不产流
第三节
推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀，即净雨强度不随时间和空 间变化等条件下，根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式，又称合理化公式 2. 基本形式
Qm , P = 0.278ψaτ , P F
aτ , P = SP
τn
Qm = 0.278
ψS F n τ
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 三、产流计算
推求公式法推求设计洪峰流量
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系，分成tC＞T和tC＜T两种情况来分折
第五节
概化设计洪水过程线的推求
一、三角形概化过程线
三角形概化过程线是一种最简单的极化洪水过程线。当洪水陡涨 陡落时，可假定流量为直线变化
[工学]第五章小流域及城市设计洪水资料
![[工学]第五章小流域及城市设计洪水资料](https://img.taocdn.com/s3/m/bd2e30e83186bceb18e8bb2f.png)
出口断面处的最大流量是由相当于产流 历时tc内的最大净雨h R在部分流域面 积上形成的，洪峰径流系数Ψ是tc时段 的最大净雨量h R与τ时段的降雨量P τ 之比。
hR
P
n(tc )1n
流域汇流时间τ的计算
流域汇流过程按水力特性的不同，可分为坡面汇流 和河槽汇流两个阶段。水科院采用平均的流域汇流 速度来概括描述径流在坡面和河槽内的运动。
推理公式又称合理化公式，已有100多年历史， 是历来小流域由暴雨推求洪峰流量的一种比较 常用的方法。
（1）采用平均净雨强度，其历时等于汇流历时τ ； （2）暴雨与洪水同频率 （3）流域的净雨强度在时间上和空间上都是不变的
推理公式的基本形式
推理公式可从线性汇流推导出来 从等流时线的概念出发，假定产流强度在时间、空间上
小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小 时或6小时雨量对小流域洪峰流量的影响较大，暴雨时程 分配一般采用3小时、6小时、24小时作为控制时段。
设计净雨过程
由暴雨推求设计洪水，一般分产流和汇流两个阶段。 产流——由降雨过程求净雨过程 产流——由净雨过程求流量过程
利用损失参数μ值的地区 综合规律计算设计净雨法
Q f (h, F)
包含降雨因素的多参数地区经验公式
Qp Ch24, pF n
Qp Ch24, pF n f
Qp Ch24, pF n f J
应用推理公式或地区经验公式，只能算出设计洪 峰流量，对于一些中小型水库，有时要求提供设 计洪水过程线，以便分析水库的调洪能力和防洪 效果，一般用水计算小流域设计洪水过程线的方 法有概化过程线法和综合单位线法。
时段综合单位线
在有实测暴雨径流资料的流域上，利用单位线便可 以由暴雨推求设计洪水过程，对于一般小流域，由 于缺乏实测暴雨径流资料，往往不能直接求得单位 线。此时，可根据附近地区从实测暴雨径流资料分 析得出的单位线，建立单位线要素与流域特征之间 的经验关系，从而求得单位线。上述经验线是根据 地区的各种流域特征资料综合而来的，故称为综合 单位线。
hR
P
n(tc )1n
流域汇流时间τ的计算
流域汇流过程按水力特性的不同，可分为坡面汇流 和河槽汇流两个阶段。水科院采用平均的流域汇流 速度来概括描述径流在坡面和河槽内的运动。
推理公式又称合理化公式，已有100多年历史， 是历来小流域由暴雨推求洪峰流量的一种比较 常用的方法。
（1）采用平均净雨强度，其历时等于汇流历时τ ； （2）暴雨与洪水同频率 （3）流域的净雨强度在时间上和空间上都是不变的
推理公式的基本形式
推理公式可从线性汇流推导出来 从等流时线的概念出发，假定产流强度在时间、空间上
小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小 时或6小时雨量对小流域洪峰流量的影响较大，暴雨时程 分配一般采用3小时、6小时、24小时作为控制时段。
设计净雨过程
由暴雨推求设计洪水，一般分产流和汇流两个阶段。 产流——由降雨过程求净雨过程 产流——由净雨过程求流量过程
利用损失参数μ值的地区 综合规律计算设计净雨法
Q f (h, F)
包含降雨因素的多参数地区经验公式
Qp Ch24, pF n
Qp Ch24, pF n f
Qp Ch24, pF n f J
应用推理公式或地区经验公式，只能算出设计洪 峰流量，对于一些中小型水库，有时要求提供设 计洪水过程线，以便分析水库的调洪能力和防洪 效果，一般用水计算小流域设计洪水过程线的方 法有概化过程线法和综合单位线法。
时段综合单位线
在有实测暴雨径流资料的流域上，利用单位线便可 以由暴雨推求设计洪水过程，对于一般小流域，由 于缺乏实测暴雨径流资料，往往不能直接求得单位 线。此时，可根据附近地区从实测暴雨径流资料分 析得出的单位线，建立单位线要素与流域特征之间 的经验关系，从而求得单位线。上述经验线是根据 地区的各种流域特征资料综合而来的，故称为综合 单位线。